均匀设计试验方法的铝合金高速切削参数优化.pdfVIP

Techn0IogyandTes,-r艺与检测 均匀设计试验方法的铝合金高速切削参数优化 胡军科 周创辉 王 炎 (中南大学机电工程学院，湖南 长沙 410083) 摘 要：针对高速切削试验 中常用试验设计方法多因素时水平数不能太多的问题，引入均匀试验设计方法， 实现了多因素多水平的试验设计 。验证了主轴转速、进给量及切削深度等参量对表面粗糙度的影响， 并用MATLAB对实验数据进行了优化处理 。得到了ZL101铝合金高速切削时的最佳切削参数。 关键词：均匀设计 铝合金 高速切削 优化 中图分类号：TH161．1 文献标识码 ：B ParametersoptimizationofhighspeedmachiningaIuminum alloybyunifOrm designmethod HUJunke，ZHOU Chuanghui，WANG Yan (CentralSouthUniversity，Changsha410083，CHN) Abstract：Becausethecommonlyusedexperimentaldesignmethodofhighspeedcuttingisnotavailabletothecase ofmultiplefactorswithmanylevels，thispaperintroducestheuniform designexperimentationtoachieve theexperimentaldesignofmorefactorsandlevels，veri~theeffectsonthesurfaceroughnessbysome parameters，suchasspindlerotationalspeed，feedrateandcuttingdepth，thenprocessestheexperimen- taldatabyMATLAB，inordertogettheoptimalcuttingparametersofZL101aluminum alloyinhigh— speedcutting． Keywords：Uniform Design；Aluminum Alloy；High—speedCutting；ParametersOptimization 高速切削技术近20年来发展迅速 ，主要在航空航 常用试验方法有单因素试验法和正交试验法 2 天、模具和汽车工业等领域，以加工铝合金和铸铁较 种 。当有多个可控因素时，可针对不同因素多次使用 多。但在高速加工工艺参数选择方面，目前还没有面 单因素试验，但前提是各因素之间相互独立，对试验结 向生产的实用工艺参数可以参考，其工艺规范还很不 果指标影响没有交叉性，同时各因素的水平不能太多， 完善，对高速切削时的切削力、切削温度、刀具磨损与 否则试验次数会很高，而且常会得出错误的结论。相 刀具寿命 、加工表面质量与加工精度 的变化规律还需 比多次单因素试验，正交试验可大大减少试验次数，还 要更加深入地研究和探讨 。 能充分考虑到因素间的交互作用。但正交试验法只适 铝合金高速切削加工中切削参数的选择是非常重 应于水平不多的试验设计。假设有P个因素，每个因 要的，切削参数选择不合理不仅达不到所需的表面粗 素有q个水平，用正交试验设计法安排试验，则至少需 糙度要求，甚至还会 由于过大的切削力和过高的切削 要q。次试验，q较大值时，q会更大，对于大多数实际 温度导致刀具和坯件 的损坏。由于切削过程是多变 生产问题而言，上百次试验是很麻烦的。 量、多水平的系统，直接数学建模 比较困难。现有的大 针对以上 2